A l’époque gallo-romaine, une route gauloise venant de Fauville passe par Trémauville avant d’atteindre la vallée de Daubeuf. En 990, le duc de Longue Epée donne Trémauville à l’abbaye de Fécamp. Sous l’ancien régime, un procès de plus de 100 ans oppose les seigneurs de la paroisse aux abbés de Fécamp pour la présentation de la cure. C’est un huitième de fief dont le dernier seigneur est semble-t-il marquis. Le domaine château-ferme-église revient, à la Révolution, à une famille bourgeoise dont la descendante troque son nom de Martin contre celui de Marquise de Lonjame de Vaucouleur. A la fin du XVIIIème siècle, le pays est très peuplé, 200 à 250 habitants dont beaucoup gagnent leur vie par le filage et le tissage. Jusqu’au XIXème siècle, le village est appelé « Trémauville-aux-aloyeaux », c'est-à-dire franc alleux, car il comportait des terres libres ne relevant d’aucun seigneur. Dans les années 1930, l’église est presque ruinée. Elle est sauvée par l’abbé Gaston Cornu, curé d’Hattenville, qui la remet en état. Le château, déjà à l’abandon avant la Seconde Guerre Mondiale, est détruit durant l’occupation.
